ITTO20110843A1 - Dispositivo ricaricatore magnetico-induttivo portatile ad impulso per apparecchi elettrici. - Google Patents
Dispositivo ricaricatore magnetico-induttivo portatile ad impulso per apparecchi elettrici. Download PDFInfo
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Description
“DISPOSITIVO RICARICATORE MAGNETICO-INDUTTIVO PORTATILE AD IMPULSO PER APPARECCHI ELETTRICIâ€
DESCRIZIONE
La presente invenzione si riferisce ad un dispositivo ricaricatore magnetico-induttivo portatile ad impulso per apparecchi elettrici.
È noto che l’utilizzo attuale, sempre più intenso, di apparecchi elettrici o elettronici portatili quali, per esempio, telefoni cellulari, lettori MP3, smartphone, palmari, foto e videocamere, ecc…, incontra ancora il limite della durata più o meno lunga della carica delle relative batterie di alimentazione: in funzione quindi dell’intensità del loro utilizzo, tali apparecchi richiedono comunque una periodica ricarica delle batterie mediante connessione alla rete elettrica. Non di rado si presenta l’esigenza di dovere utilizzare necessariamente uno di tali apparecchi che à ̈ però impedita da un livello di carica della batteria scarsa e dalla indisponibilità della connessione alla rete elettrica, pregiudicandone di conseguenza temporaneamente l’utilizzo.
Al fine di consentire comunque una ricarica di tali apparecchi anche in assenza di connessione alla rete elettrica, la tecnica ha proposto una serie di dispositivi portatili che consentono di ricaricare, solitamente trasformando un movimento meccanico esercitato manualmente dall’utente in energia elettrica, almeno parzialmente le batterie di tali apparecchi. Esempio di tali dispositivi noti sono descritti in WO2010014023, WO2010037708, JP4684106, GB2447086, US2006139000, WO02103881.
In particolare:
- WO2010014023 descrive un ricaricatore che sfrutta, mediante un sistema magnetico, l’energia cinetica vibrazionale del movimento di una sospensione meccanica con molla generato dalla vibrazione corporea di colui che indossa tale dispositivo;
- WO2010037708 descrive un harvester con cantilever, trave piezoelettrica elastica e sospensione magnetica che prevede di usare la massa dell’apparecchio elettronico da alimentare come massa sismica: la frequenza di generazione, comunque molto elevata, dipende dalla rigidezza della trave e non dalle masse in gioco;
- JP4684106 descrive una circuiteria per generatori elettro-magnetici composto da un doppio avvolgimento tagliato da due magneti che presentano uguale polarità all’interfaccia: alle estremità sono ancora presenti due magneti con uguale polarità rispetto alle facce del magnete mobile ed il sistema meccanico equivalente à ̈ un doppio sistema massa/molla in serie);
- GB2447086 descrive un ricaricatore il cui funzionamento à ̈ nuovamente basato sull’oscillazione di un magnete con molla causata dall’eccitazione vibrazionale da corpo umano;
- US2006139000 descrive un ricaricatore il cui funzionamento à ̈ basato sulla conversione dell’energia da vibrazione del polso: in tale ricaricatore il magnete scorre su cuscinetti a sfera ed à ̈ presente una uniassialità del generatore che non pare in grado di cogliere neanche una piccola parte della componente di oscillazione in moto ortogonale;
- WO02103881 descrive un ricaricatore composto da un magnete sferico atto a rotolare all’interno di un tubo, e quindi privo di qualsiasi tipo di sospensione.
Scopo della presente invenzione à ̈ quello di risolvere i suddetti problemi della tecnica anteriore fornendo un dispositivo ricaricatore portatile ad impulso per apparecchi elettrici a funzionamento magnetico-induttivo a impulso ripetuto.
Un altro scopo della presente invenzione, Ã ̈ quello di fornire un dispositivo ricaricatore magnetico-induttivo portatile ad impulso per apparecchi elettrici a sospensione magnetica asimmetrica.
Inoltre, uno scopo della presente invenzione, à ̈ quello di fornire un dispositivo ricaricatore magnetico-induttivo portatile ad impulso per apparecchi elettrici che sfrutti l’energia generata dall’urto meccanico tra elementi magnetici e lo spostamento relativo tra gli elementi del trasduttore elettromagnetico.
Un altro scopo della presente invenzione, Ã ̈ quello di fornire un dispositivo ricaricatore magnetico-induttivo portatile ad impulso per apparecchi elettrici
I suddetti ed altri scopi e vantaggi dell’invenzione, quali risulteranno dal seguito della descrizione, vengono raggiunti con un dispositivo ricaricatore magnetico-induttivo portatile ad impulso per apparecchi elettrici come quello descritto nella rivendicazione 1. Forme di realizzazione preferite e varianti non banali della presente invenzione formano l’oggetto delle rivendicazioni dipendenti.
Risulterà immediatamente ovvio che si potranno apportare a quanto descritto innumerevoli varianti e modifiche (per esempio relative a forma, dimensioni, disposizioni e parti con funzionalità equivalenti) senza discostarsi dal campo di protezione dell'invenzione come appare dalle rivendicazioni allegate.
La presente invenzione verrà meglio descritta da alcune forme preferite di realizzazione, fornite a titolo esemplificativo e non limitativo, con riferimento ai disegni allegati, nei quali:
− la FIG. 1 mostra una vista in prospettiva e trasparenza di una realizzazione del dispositivo ricaricatore magnetico-induttivo portatile ad impulso per apparecchi elettrici secondo la presente invenzione;
− la FIG. 2 mostra una vista in sezione del dispositivo ricaricatore magnetico-induttivo portatile ad impulso per apparecchi elettrici della FIG. 1; e
− la FIG. 3 mostra una vista esplosa del dispositivo ricaricatore magnetico-induttivo portatile ad impulso per apparecchi elettrici della FIG. 1.
In generale, così come si verdrà in seguito con maggiore dettaglio, il funzionamento del dispositivo ricaricatore magnetico-induttivo portatile ad impulso per apparecchi elettrici secondo la presente invenzione à ̈ basato sull’effetto di interazione impulsiva fra elementi magnetici mobili e fissi di un trasduttore elettromagnetico.
Facendo quindi riferimento alle Figure à ̈ possibile notare che il dispositivo 1 ricaricatore magnetico-induttivo portatile ad impulso per apparecchi elettrici secondo la presente invenzione comprende:
- almeno un elemento magnetico mobile 3 scorrevole lungo almeno una guida di scorrimento 5; - almeno un elemento in materiale ferromagnetico 7, preferibilmente con foro passante, disposto ad una prima estremità di tale guida di scorrimento 5; - almeno un elemento magnetico fisso 9 disposto in una seconda estremità di tale guida di scorrimento 5, tale elemento magnetico fisso 9 e tale elemento magnetico mobile 3 scorrevole lungo la guida di scorrimento 5 essendo mutuamente orientati in modo tale da opporre le due facce con la medesima polarità così da generare una forza di repulsione;
- almeno una prima spira 11 di materiale elettricamente conduttivo atta a concatenare il campo magnetico di tale elemento magnetico mobile 3 scorrevole lungo la guida di scorrimento 5 e almeno una seconda spira 13 di materiale elettricamente conduttivo atta a concatenare il campo magnetico generato dall’interazione tra tale elemento magnetico mobile 3 e tale elemento in materiale ferromagnetico 7;
- almeno un mezzo di comando 15 il cui azionamento à ̈ atto innescare il moto impulsivo di distacco di tale elemento magnetico mobile 3 dall’elemento ferromagnetico 7 lungo la guida di scorrimento 5 verso l’elemento magnetico fisso 9.
Ovviamente, il dispositivo 1 secondo la presente invenzione può inoltre comprendere mezzi di gestione 16 del funzionamento del dispositivo 1 stesso: in particolare, tali mezzi di gestione 16 comprendono almeno una scheda elettronica di ricarica dotata di mezzi raddrizzatori di corrente elettrica, tali mezzi raddrizzatori comprendenti preferibilmente almeno un ponte a diodi, mezzi stabilizzatori della corrente elettrica, tali mezzi stabilizzatori comprendenti preferibilmente almeno un condensatore, preferibilmente di tipo elettrolitico, mezzi di accumulazione di energia elettrica, comprendenti per esempio almeno una batteria tampone ricaricabile ed almeno un diodo, preferibilmente al germanio, disposto tra tali mezzi raddrizzatori e tali mezzi di accumulazione di energia elettrica. Ciascuna delle spire 11, 13 à ̈ collegata al suddetto ponte a diodi, il quale à ̈, a sua volta, collegato al condensatore. Il condensatore à ̈ infine collegato alla batteria tampone. Gli elettrodi della batteria tampone sono quindi collegati ad almeno un mezzo di connessione, realizzato per esempio come almeno una porta USB, che consente di connettere il dispositivo 1 alla presa di ricarica dell’apparecchio elettrico da alimentare in corrente.
Preferibilmente, la guida di scorrimento 5 à ̈ costituita da almeno un tubo in PVC, attorno al quale à ̈ avvolta almeno la prima spira 11, all’interno del quale scorre l’elemento magnetico mobile 3, costituito preferibilmente da almeno un magnete cilindrico avente un diametro uguale a quello di tale tubo.
Preferibilmente, il mezzo di comando 15 à ̈ composto da almeno un pulsante di comando 17 connesso all’elemento magnetico mobile 3 mediante almeno uno stelo 19, preferibilmente realizzato in un materiale amagnetico passante attraverso almeno una apertura passante 21 di tale elemento in materiale ferromagnetico 7.
Preferibilmente, l’elemento in materiale ferromagnetico 7 à ̈ costituito da un nucleo ferromagnetico cilindrico, che presenta assialmente l’apertura passante 21, ed attorno al quale à ̈ avvolta almeno la seconda spira 13, e l’elemento magnetico fisso 9 à ̈ costituito da almeno un magnete preferibilmente toroidale.
Quando quindi il dispositivo 1 secondo la presente invenzione si trova in una condizione di riposo, l’elemento magnetico mobile 3 à ̈ attratto dall’elemento in materiale ferromagnetico 7 e scorre spontaneamente S1lungo la guida di scorrimento 5 (per esempio all’interno del tubo in PVC) per attrazione magnetica fino a portarsi preferibilmente a contatto con tale elemento in materiale ferromagnetico 7 portando, di conseguenza, il mezzo di comando 15, ed in particolare il pulsante di comando 17 al quale à ̈ connesso solidalmente attraverso lo stelo 19, in un posizione di azionamento.
Nella realizzazione esemplificativa, ma non limitativa, del dispositivo 1 secondo la presente invenzione illustrata nella FIG. 1, à ̈ possibile notare che in seguito all’azionamento del mezzo di comando 15, per esempio mediante la pressione con un dito del pulsante di comando 17 secondo il verso indicato dalla freccia F1, lo stelo amagnetico 19 à ̈ portato conseguentemente a scorrere all’interno dell’apertura passante 21, inducendo l’elemento magnetico mobile 3 a staccarsi impulsivamente dall’elemento in materiale ferromagnetico 7 ed a scorrere S2lungo la guida di scorrimento 5 (per esempio all’interno del tubo in PVC) verso l’elemento magnetico fisso 9 fisso posto all'estremità opposta della guida 5 stessa: presentando la stessa polarità , il l’elemento magnetico fisso 9 respinge magneticamente l’elemento magnetico mobile 3 portandolo a scorre S1nuovamente lungo la guida di scorrimento 5 fino a portarsi per attrazione magnetica ad impattare l’elemento in materiale ferromagnetico 7 e riportando, di conseguenza, il mezzo di comando 15, ed in particolare il pulsante di comando 17 al quale à ̈ connesso solidalmente attraverso lo stelo 19, nuovamente nella posizione di azionamento. Vantaggiosamente quindi, l’interazione tra l’elemento magnetico mobile 3 e l’elemento in materiale ferromagnetico 7 à ̈ un impatto per attrazione magnetica. Il moto dell’elemento magnetico mobile 3 comprende azioni impulsive all’istante di inizio e di fine, grazie alle quali si determinano elevati livelli di accelerazione dell’elemento magnetico mobile 3 stesso e velocità relativa fra magnete e spire 11 e 13 con conseguente innalzamento notevole dell’intensità della corrente elettrica istantanea prodotta.
Nel suo moto di scorrimento alternato S1, S2lungo la guida di scorrimento 5, l’elemento magnetico mobile 3 genera corrente elettrica su entrambe le spire 11, 13, grazie sia al moto relativo fra l’elemento magnetico mobile 3 e spire 11, 13 stesse sia all’azione impulsiva impressa a tale elemento magnetico mobile 3, sia alla concatenazione del flusso magnetico nell’elemento ferromagnetico.
La corrente prodotta sulle due spire 11, 13 viene poi trasformata dalla scheda elettronica di ricarica ed inviata ai mezzi di accumulazione di energia elettrica che sono poi utilizzati per la ricarica effettiva dell’ apparecchio elettronico (cellulare, smartphone, ecc…) opportunamente connesso al mezzo di connessione del dispositivo 1 secondo la presente invenzione.
A differenza quindi dei dispositivi ricaricatori della tecnica nota, il dispositivo 1 secondo la presente invenzione presenta le seguenti peculiari caratteristiche ed i relativi vantaggi: - per la generazione di energia elettrica non à ̈ sfruttata la conversione di energia cinetica vibrazionale, ma la ripetuta azione impulsiva agente sull’elemento magnetico mobile 3 innescata da una azione manuale meccanica esercitata sul mezzo di comando 15 da parte di un utente e amplificata dalle interazioni magnetiche fra l’elemento magnetico mobile 3 stesso, l’elemento in materiale ferromagnetico 7 e l’elemento magnetico fisso 9;
- la generazione elettrica si verifica in due punti distinti, sulla prima spira 11 posta intorno alla guida di scorrimento 5 e sulla seconda spira 13 posta intorno all’elemento in materiale ferromagnetico 7, sia sfruttando il movimento alternato di scorrimento dell’elemento magnetico mobile 3 sia sfruttando l’energia generata dall’impatto tra tale elemento magnetico mobile 3 e l’elemento in materiale ferromagnetico 7 stesso; - il movimento di scorrimento di ritorno S1dell’elemento magnetico mobile 3 lungo la guida 5 à ̈ garantito da una sospensione magnetica asimmetrica generata dalle forze di repulsione magnetica tra l’elemento magnetico fisso 9 e l’elemento magnetico mobile 3 stesso e dalle forze di attrazione fra gli elementi 3 e 7.
Si sono descritte alcune forme preferite di attuazione dell’invenzione, ma naturalmente esse sono suscettibili di ulteriori modifiche e varianti nell’ambito della medesima idea inventiva. In particolare, agli esperti nel ramo risulteranno immediatamente evidenti numerose varianti e modifiche, funzionalmente equivalenti alle precedenti, che ricadono nel campo di protezione dell'invenzione come evidenziato nelle rivendicazioni allegate.
Claims (10)
- RIVENDICAZIONI 1. Dispositivo (1) ricaricatore magneticoinduttivo portatile ad impulso per apparecchi elettrici caratterizzato dal fatto di comprendere: - almeno un elemento magnetico mobile (3) scorrevole (S1, S2) lungo almeno una guida di scorrimento (5); - almeno un elemento in materiale ferromagnetico (7) disposto ad una prima estremità di detta guida di scorrimento (5); - almeno un elemento magnetico fisso (9) disposto in una seconda estremità di detta guida di scorrimento (5), detto elemento magnetico fisso (9) e detto elemento magnetico mobile (3) scorrevole (S1, S2) lungo detta guida di scorrimento (5) essendo mutuamente orientati in modo tale da opporre le due facce con la medesima polarità ; - almeno una prima spira (11) di materiale elettricamente conduttivo atta a concatenare un campo magnetico di detto elemento magnetico mobile (3) scorrevole (S1, S2) lungo detta guida di scorrimento (5) e almeno una seconda spira (13) di materiale elettricamente conduttivo atta a concatenare un campo magnetico generato da un’interazione tra detto elemento magnetico mobile (3) e detto elemento in materiale ferromagnetico (7); - almeno un mezzo di comando (15) in un materiale amagnetico un cui azionamento (F1) à ̈ atto a comandare uno scorrimento (S2) di detto elemento magnetico mobile (3) lungo detta guida di scorrimento (5) verso detto elemento magnetico fisso (9).
- 2. Dispositivo (1) secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detta interazione à ̈ un impatto per attrazione magnetica tra detto elemento magnetico mobile (3) e detto elemento in materiale ferromagnetico (7).
- 3. Dispositivo (1) secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detto mezzo di comando (15) Ã ̈ composto da almeno un pulsante di comando (17) connesso a detto elemento magnetico mobile (3) mediante almeno uno stelo (19) passante attraverso almeno una apertura passante (21) di detto elemento in materiale ferromagnetico (7).
- 4. Dispositivo (1) secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detto elemento in materiale ferromagnetico (7) à ̈ costituito da un nucleo ferromagnetico cilindrico attorno al quale à ̈ avvolta almeno detta seconda spira (13), e detto elemento magnetico fisso (9) à ̈ costituito da almeno un magnete toroidale.
- 5. Dispositivo (1) secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto di comprendere mezzi di gestione (16).
- 6. Dispositivo (1) secondo la rivendicazione 5, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di gestione (16) comprendono almeno una scheda elettronica di ricarica dotata di mezzi raddrizzatori di corrente elettrica, mezzi stabilizzatori della corrente elettrica, mezzi di accumulazione di energia elettrica, almeno un diodo disposto tra detti mezzi raddrizzatori e detti mezzi di accumulazione di energia elettrica ed almeno un mezzo di connessione per connettere detti mezzi di accumulazione di energia elettrica a detto apparecchio elettrico.
- 7. Dispositivo (1) secondo la rivendicazione 6, caratterizzato dal fatto che detti mezzi raddrizzatori comprendono almeno un ponte a diodi.
- 8. Dispositivo (1) secondo la rivendicazione 6, caratterizzato dal fatto che detti mezzi stabilizzatori comprendono almeno un condensatore, preferibilmente di tipo elettrolitico.
- 9. Dispositivo (1) secondo la rivendicazione 6, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di accumulazione di energia elettrica comprendono almeno una batteria tampone ricaricabile.
- 10. Dispositivo (1) secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detta guida di scorrimento (5) à ̈ costituita da almeno un tubo in PVC attorno al quale à ̈ avvolta almeno detta prima spira (11), all’interno di detto tubo essendo scorrevole (S1, S2) detto elemento magnetico mobile (3), detto elemento magnetico mobile (3) essendo costituito da almeno un magnete cilindrico avente un diametro uguale a quello di detto tubo.
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